机械原理课程设计-偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计-课程设计
广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械设计制造综合设计题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级10机械5班学号12011005002学生姓名陈江涛指导教师黄惠麟2012年7月8日目录课程设计(论文)任务书 (3)摘要 (5)设计说明：一：凸轮机构的廓线设计原理 (6)二：根据数据要求设计出轮廓线 (6)三：图解法设计此盘形凸轮机构 (7)四：检验压力角是否满足许用压力角的要求。
(14)参考文献广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计的要求与数据数据：要求：一、用图解法设计此盘形凸轮机构，正确确定偏距e的方向，并将凸轮轮廓及从动件的位移曲线画在图纸上；二、用图解法设计此盘形凸轮机构，将计算过程写在说明书中。
三：检验压力角是否满足许用压力角的要求。
二、课程设计（论文）应完成的工作1、设计出凸轮机构的理论轮廓和工作轮廓1个2,绘制出位移曲线图1个3，课程设计说明书1份三、课程设计（论文）进程安排四：应收集的资料及主要参考文献1：《机械原理》第七版孙桓陈作模葛文杰主编高等教育出版社：2：《机械设计基础》郭瑞峰史丽晨主编西北工业大学出版社：发出任务书日期：2012 年6月19 日指导教师签名：计划完成日期：2012 年7 月7日教学单位责任人签章：摘要在实际的生产应用中，采用着各种形式的凸轮机构，应用在各种机械中，特别是自动化和自动控制装置，如自动机床的进刀机构和内燃机的配气机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹糟的构件，通常为主动件作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。
一：凸轮机构的廓线设计原理凸轮廓线曲线设计所依据的基本原理是反转法原理。
其推杆的轴线与凸轮回转轴心O 之间有一偏距e，当凸轮以角速度绕轴O转动时，推杆在凸轮的推动下实现预期的运动。
现设想给整个凸轮机构加上一个公共角速度-，使其绕轴心O转动。
这时凸轮与推杆之间的相对运动并未改变，但此时凸轮将静止不动，而推杆则一方面随其导轨以角速度-绕轴心O转动，一方面又在导轨内作预期的往复运动。
机械原理教案 凸轮机构及其设计
第九章凸轮机构及其设计§9．1 凸轮机构的应用及分类一、凸轮机构的应用凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。
广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中。
（尤其是需要从动件准确地实现某种预期的运动规律时）常用于将“简单转动”→“复杂移动”、“复杂摆动”、“与其它机构组合得到复杂的运动”。
图示为内燃机配气凸轮机构。
具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。
工作对气阀的动作程序及其速度和加速度都有严格的要求，这些要求都是通过凸轮的轮廓曲线来实现的。
组成：凸轮、从动件、机架（高副机构）。
二、凸轮机构的特点1）只需改变凸轮廓线，就可以得到复杂的运动规律；2）设计方法简便；3）构件少、结构紧凑；4）与其它机构组合可以得到很复杂的运动规律5）凸轮机构不宜传递很大的动力；6）从动件的行程不宜过大；7）特殊的凸轮廓线有时加工困难。
三、凸轮机构的类型凸轮机构的分类：1）盘形凸轮按凸轮形状分：2）移动凸轮3）柱体凸轮1）尖底从动件；按从动件型式分：2）滚子从动件；3）平底从动件1）力封闭→弹簧力、重力等按维持高副接触分（封闭）槽形凸轮2）几何封闭等宽凸轮等径凸轮共轭凸轮§9．2 从动件常用运动规律设计凸轮机构时，首先应根据工作要求确定从动件的运动规律，然后再按照这一运动规律设计凸轮廓线。
以尖底直动从动件盘形凸轮机构为例，说明从动件的运动规律与凸轮廓线之间的相互关系。
基本概念：基圆——凸轮理论轮廓曲线最小向径.r 0所作的圆。
行程——从动件由最远点到最近点的位移量h （或摆角 ） 推程——从动件远离凸轮轴心的过程。
回程——从动件靠近凸轮轴心的过程。
推程运动角——从动件远离凸轮轴心过程，凸轮所转过的角度。
名称图形 说明尖 端 从 动 件从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。
机械原理课程设计--偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
课程设计（论文）课程名称机械原理题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部2012年6月27日目录课程设计（论文）任务书 (3)摘要 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
一、根据已知尺寸做出基圆.......................................................................................... 错误!未定义书签。
二、用反转法设计图轮廓线.......................................................................................... 错误!未定义书签。
三、绘制推杆的位移图线............................................................................................ 错误!未定义书签。
四、压力角是否满足许用压力角的要求...................................................................... 错误!未定义书签。
五、心得与体会 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
课程设计（论文）任务书一、课程设计（论文）的内容通过用autoCAD 软件绘图，利用图解法进行偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计，最后检验压力角是否满足许用压力角的要求。
机械原理课程设计--偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构
目录（一）机械原理课程设计的目的和任务 (2)（二）设计题目与设计思路 (3)（三）凸轮基圆半径与滚子尺寸的确定 (5)（四）从动杆的运动规律与凸轮轮廓线方程 (7)（五）计算程序框图 (8)（六）计算机源程序 (11)（七）计算机程序结果与分析 (14)（八）凸轮机构示意简图 (20)（九）体会心得 (20)（十）参考资料 (21)〔一〕机械原理课程设计的目的和任务一、机械原理课程设计的目的：1、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节.其目的在于：进一步巩固和加深所学知识；2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力；3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步建立一个完整的概念；4、进一步提高学生计算和制图能力,与运用电子计算机的运算能力.二、机械原理课程设计的任务：1、偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构2、采用图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm,凸轮以顺时针方向等速回转,摆杆的运动规律如表：3、设计要求：①升程过程中,限制最大压力角αmax≤30º,确定凸轮基园半径r0②合理选择滚子半径rr③选择适当比例尺,用几何作图法绘制从动件位移曲线,并画于图纸上；④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线,并标注全部尺寸〔用A2图纸〕⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书4、用解析法设计该凸轮轮廓,原始数据条件不变,要写出数学模型,编制程序并打印出结果备注：凸轮轮廓曲率半径与曲率中心理论轮廓方程()()x xy yϕϕ=⎧⎨=⎩,其中2222////x dx d x d x dy dy d x d y dϕϕϕϕ⎧==⎪⎨==⎪⎩其曲率半径为：3 222 () x y xy xyρ+=--；曲率中心位于：2222()()y x yx xxy xyx x yy xxy xyρρ⎧+=-⎪-⎪⎨+⎪=-⎪-⎩三、课程设计采用方法：对于此次任务,要用图解法和解析法两种方法.图解法形象,直观,应用图解法可进一步提高学生绘图能力,在某些方面,如凸轮设计中,图解法是解析法的出发点和基础；但图解法精度低,而解析法则可应用计算机进行运算,精度高,速度快.在本次课程设计中,可将两种方法所得的结果加以对照.四、编写说明书：1、设计题目〔包括设计条件和要求〕；2、机构运动简图与设计方案的确定,原始数据；3、机构运动学综合；4、列出必要的计算公式,写出图解法的向量方程,写出解析法的数学模型,计算流程和计算程序,打印结果；5、分析讨论.〔二〕设计题目与设计思路一、设计题目偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构工作要求当凸轮逆时针转过140º时,从动件上升50mm；当凸轮继续转过20º时,从动件停歇不动；当凸轮再转100º时,从动件返回原处.已知凸轮以等角速度ω=1rad/s转动,工作要求机构为柔性冲击.凸轮机构以等角速度逆时针方向旋转,推杆轴线在凸轮回转中心右侧,偏距e=20mm.二、设计思路1、要求从动件作往复移动,因此可选择偏置直动滚子从动件盘型凸轮机构.2、根据工作要求选择从动件的运动规律.为了保证机构为柔性冲击,从动件推程和回程可分别选用等加速等减速运动规律和简谐运动规律.推程运动角φ=140º,回程运动角φˊ= 100º,停歇角φs=20º.3、根据滚子的结构和强度等条件,滚子半径r r=10mm.4、根据机构的结构空间,选基圆半径r r=50mm.5、进行计算机辅助设计.为保证机构有良好的受力状况,推程许用压力角［α］=38º,回程许用压力角［αˊ］=70º,设计过程中要保证α推程≤［α］=38º,α回程≤［αˊ］=70º,为保证机构不产生运动失真和避免凸轮廓线应力集中,取凸轮实际廓线的许用曲率半径［ρρ≥a］=3mm,设计过程中要保证凸轮理论廓线外凸部分的曲率半径［ρa］+r r=3+8=11mm.〔三〕凸轮基圆半径与滚子尺寸的确定一、确定凸轮基园半径由尖端移动从动件凸轮机构压力角的表达式可知r0同α的关系为如果升程过程中,限制最大压力角αmax≤38º,此时对应的基圆半径即为最小基圆半径r min.假设机构在αmax位置是对应的从动件位移为sp,类速度为,那么r0min的表达式为在应用上式计算r0min时,要精确求解到φp值有时较为困难,为此可用经验值近似替代φp,如从动件作等加等减速运动、简谐运动时均可取φp为0.4Φ处的φ值〔Φ为凸轮推升程运动角〕.再按上述计算出的r0min作为初值,然后校核各位置的压力角α是否满足[α]的要求,否则应加大r0再重新校核.在此,取r0=50mm.二、滚子半径r r的选择我们用ρ1表示凸轮工作廓线的曲率半径,用ρ表示理论廓线的曲率半径.所以有ρ1=ρ±r1;为了避免发生失真现象,我们应该使p的最小值大于0,即使ρ＞r1；另一方面,滚子的尺寸还受其强度,结构的限制,不能太小,通常我们取滚子半径；r1=〔0.1~ 0.5〕* r0依题意,原始数据如下：1、已知量：〔未标明的单位为mm〕d1=150°推程运动结束的凸轮总转角,其中<d1- d0>为推程角δ01d2=160°远休止运动结束时总转角,其中<d2-d1>为远程休止角δ02d3=280°回程运动结束的凸轮总转角,其中<d3- d2>为回程角δ03d4=360°远休止运动结束总转角,其中<d4-d3>为远程休止角δ04e=20mm 偏距20mmh=50mm 推杆的行程50mmw=1 rad / s 此处设凸轮角速度为1 rad / sr0 =50mm此处设凸轮基园半径50mmrr=10mm 此处设滚子半径为10mm2、设计所求量：F：偏置直动滚子从动杆的角位移V：偏置直动滚子从动杆的角速度a：偏置直动滚子从动杆的角加速度以凸轮的中心为原点,竖直和水平方向分别为x,y轴,建立平面直角坐标系如图〔四〕从动杆的运动规律与凸轮轮廓线方程从动杆运动规律：①推程过程：0°＜d≤150°②远休止过程：150°＜d≤160°偏置杆角位移s= h偏置杆角速度：v=0偏置杆角加速度：a= 0在推程和远休止过程中凸轮的理论轮廓轨迹：x=< s0 +s>sinδ-esinδy=< s0 +s>cosδ-ecosδ其中e为偏距,s0=√r02-e2③回程过程：160°＜d≤280°④近休止过程：280°＜d≤360°偏置杆角位移：s=0偏置杆角速度：v=0偏置杆角加速度：a= 0在回程和近休止过程中凸轮轮廓轨迹：x=< s0+s>sinδ-ecosδy=< s0+s>cosδ-esinδ其中e为偏距,s0=√r02-e2 y 为凸轮轮廓的轨迹的y坐标点〔五〕计算程序框图转下页续前页输入参数：h 〔从动件行程〕r b〔凸轮基圆半径〕r r〔滚子半径〕［α］〔推程许用压力角〕［α`］〔回程许用压力角〕ρa〔凸轮实际廓线的曲率半径〕ω〔凸轮旋转角速度〕Φ〔推程运动角〕Φ` 〔远休止角〕Φs〔回程运动角〕△r b〔基圆修正量〕△e 〔机构偏心距〕输出参数：S 〔从动件位移〕V 〔从动件运动速度〕A 〔从动件运动加速度〕α〔机构压力角〕ρ〔理论廓线曲率半径〕〔x,y〕〔理论轮廓坐标〕〔x' ,y'〕〔实际轮廓坐标〕（六）计算机源程序#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>main<>{FILE *fp;int a,step;float r0=40,rr=10,e=20,h=70;double pi=3.14159,s,s0,x,y,x1,y1,a0,a1,a2,a3; double b,b1,b2,c1,c2;char filename[20];printf<"please input filename you want to save date:">;//输入需要保存数据结果的文件名〔不需要加类型后缀〕gets<filename>;strcat<filename,".txt">;fp=fopen<filename,"w">;printf<"input start angle and step angle:">;//输入起始角度和计算间隔即步进角度scanf<"%d%d",&a,&step>;for<a;a<=360;a=a+step>{a1=a*pi/180;s0=sqrt<r0*r0-e*e>; printf<"s0= %f\n",s0>;if<a>=0&&a<=360>{if<a>=0&&a<=150>{a0=150*pi/180;s=h*<1-cos<pi*<a1/a0>>>/2;printf<"s= %f\n",s>;b=pi*h*sin<pi* <a1/a0>>/<2*a0>;printf<"ds/dδ= %f\n",b>;}if<a>150&&a<=160>{a0=10*pi/180;s=70;printf<"s= %f\n",s>;b=0;printf<"ds/dδ= %f\n",b>;}if<a>160&&a<=280>{a0=120*pi/180;a2=<a-180>*pi/180;s=h*<1-<a2/a0>+sin<2*pi*a2/a0>/<2*pi>>;printf<"s= %f\n",s>;b=h*<cos<2*pi*a2/a0>-1>/a0;printf<"ds/dδ= %f\n",b>;}if<a>280&&a<=360>{a0=80*pi/180;s=0;printf<"s= %f\n",s>;b=0;printf<"ds/dδ= %f\n",b>;}x=<s0+s>*sin<a1>+e*cos<a1>;printf<"x= %f\n",x>;y=<s0+s>*cos<a1>-e*sin<a1>;printf<"y= %f\n",y>;b1=<b-e>*sin<a1>+<s0+s>*cos<a1>;printf<"dx/dδ= %f\n",b1>; b2=<b-e>*cos<a1>-<s0+s>*sin<a1>;printf<"dy/dδ= %f\n",b2>;c1=b1/sqrt<b1*b1+b2*b2>;printf<"sinθ= %f\n",c1>;c2=-b2/sqrt<b1*b1+b2*b2>;printf<"cosθ= %f\n",c2>;x1=x-rr*c2;printf<"x'= %f\n",x1>;y1=y-rr*c1;printf<"y'= %f\n",y1>;fprintf<fp,"δ=%d, s=%7.3f, x=%7.3f, y=%7.3f, x'=%7.3f, y'=%7.3f\n",a,s,x,y,x1,y1>;}else printf<"输出错误\n">;}fclose<fp>;}（七）程序计算结果与其分析δ=0, s= 0.000, x= 20.000, y= 34.641, x'= 15.000, y'= 25.981 δ=5, s= 0.192, x= 22.960, y= 32.957, x'= 18.090, y'= 24.223 δ=10, s= 0.765, x= 25.844, y= 31.395, x'= 21.203, y'= 22.537 δ=15, s= 1.713, x= 28.728, y= 29.939, x'= 24.355, y'= 20.946 δ=20, s= 3.026, x= 31.677, y= 28.555, x'= 27.541, y'= 19.450 δ=25, s= 4.689, x= 34.748, y= 27.193, x'= 30.753, y'= 18.025 δ=30, s= 6.684, x= 37.983, y= 25.789, x'= 33.991, y'= 16.620 δ=35, s= 8.990, x= 41.409, y= 24.269, x'= 37.265, y'= 15.168 δ=40, s= 11.580, x= 45.031, y= 22.552, x'= 40.591, y'= 13.592 δ=45, s= 14.427, x= 48.839, y= 20.555, x'= 43.976, y'= 11.817 δ=50, s= 17.500, x= 52.798, y= 18.195, x'= 47.415, y'= 9.767δ=55, s= 20.764, x= 56.857, y= 15.396, x'= 50.886, y'= 7.374 δ=60, s= 24.184, x= 60.944, y= 12.092, x'= 54.348, y'= 4.576 δ=65, s= 27.723, x= 64.973, y= 8.230, x'= 57.741, y'= 1.324δ=70, s= 31.341, x= 68.844, y= 3.774, x'= 60.992, y'= -2.419 δ=75, s= 35.000, x= 72.444, y= -1.294, x'= 64.013, y'= -6.672 δ=80, s= 38.658, x= 75.659, y= -6.968, x'= 66.713, y'=-11.436 δ=85, s= 42.277, x= 78.368, y=-13.220, x'= 68.991, y'=-16.694 δ=90, s= 45.816, x= 80.457, y=-20.000, x'= 70.750, y'=-22.406 δ=95, s= 49.236, x= 81.814, y=-27.234, x'= 71.897, y'=-28.514 δ=100, s= 52.500, x= 82.344, y=-34.828, x'= 72.345, y'=-34.940δ=105, s= 55.572, x= 81.963, y=-42.667, x'= 72.022, y'=-41.589δ=110, s= 58.420, x= 80.608, y=-50.622, x'= 70.869, y'=-48.351δ=115, s= 61.010, x= 78.237, y=-58.550, x'= 68.850, y'=-55.104δ=120, s= 63.316, x= 74.833, y=-66.299, x'= 65.944, y'=-61.718δ=125, s= 65.311, x= 70.404, y=-73.713, x'= 62.156, y'=-68.059δ=130, s= 66.974, x= 64.986, y=-80.638, x'= 57.513, y'=-73.993δ=135, s= 68.287, x= 58.639, y=-86.923, x'= 52.066, y'=-79.387δ=140, s= 69.235, x= 51.450, y=-92.429, x'= 45.885, y'=-84.120δ=145, s= 69.808, x= 43.527, y=-97.031, x'= 39.065, y'=-88.082δ=150, s= 70.000, x= 35.000, y=-100.622, x'= 31.715, y'=-91.177δ=155, s= 70.000, x= 26.097, y=-103.289, x'= 23.648, y'=-93.594δ=160, s= 70.000, x= 16.996, y=-105.171, x'= 15.400, y'=-95.299δ=165, s= 70.872, x= 7.991, y=-107.094, x'= 8.124, y'=-97.095δ=170, s= 70.263, x= -1.480, y=-106.783, x'= -0.933, y'=-96.798δ=175, s= 70.033, x=-10.801, y=-106.019, x'= -9.683, y'=-96.082δ=180, s= 70.000, x=-20.000, y=-104.641, x'=-18.122, y'=-94.819δ=185, s= 69.967, x=-29.041, y=-102.467, x'=-26.213, y'=-92.875δ=190, s= 69.737, x=-37.821, y=-99.320, x'=-33.882, y'=-90.128δ=195, s= 69.128, x=-46.176, y=-95.057, x'=-41.023, y'=-86.487δ=200, s= 67.982, x=-53.893, y=-89.593, x'=-47.507, y'=-81.898δ=205, s= 66.178, x=-60.734, y=-82.921, x'=-53.193, y'=-76.353δ=210, s= 63.641, x=-66.461, y=-75.115, x'=-57.932, y'=-69.894δ=215, s= 60.345, x=-70.864, y=-66.336, x'=-61.582, y'=-62.617δ=220, s= 56.315, x=-73.786, y=-56.821, x'=-64.018, y'=-54.679δ=225, s= 51.628, x=-75.143, y=-46.859, x'=-65.159, y'=-46.296δ=230, s= 46.404, x=-74.940, y=-36.774, x'=-64.985, y'=-37.726δ=235, s= 40.800, x=-73.269, y=-26.888, x'=-63.551, y'=-29.247δ=240, s= 35.000, x=-70.311, y=-17.500, x'=-60.992, y'=-21.128δ=245, s= 29.200, x=-66.312, y= -8.854, x'=-57.509, y'=-13.598δ=250, s= 23.596, x=-61.566, y= -1.125, x'=-53.348, y'= -6.823δ=255, s= 18.372, x=-56.383, y= 5.597, x'=-48.776, y'= -0.893δ=260, s= 13.685, x=-51.065, y= 11.304, x'=-44.047, y'= 4.180δ=265, s= 9.655, x=-45.871, y= 16.063, x'=-39.375, y'= 8.460δ=270, s= 6.359, x=-41.000, y= 20.000, x'=-34.912, y'= 12.067δ=275, s= 3.822, x=-36.574, y= 23.276, x'=-30.743, y'= 15.152δ=280, s= 2.018, x=-32.630, y= 26.062, x'=-26.900, y'= 17.866δ=285, s= 0.000, x=-28.284, y= 28.284, x'=-21.213, y'= 21.213δ=290, s= 0.000, x=-25.712, y= 30.642, x'=-19.284, y'= 22.98124.574δ=300, s= 0.000, x=-20.000, y= 34.641, x'=-15.000, y'= 25.981δ=305, s= 0.000, x=-16.905, y= 36.252, x'=-12.679, y'= 27.189δ=310, s= 0.000, x=-13.681, y= 37.588, x'=-10.261, y'= 28.191δ=315, s= 0.000, x=-10.353, y= 38.637, x'= -7.765, y'= 28.978δ=320, s= 0.000, x= -6.946, y= 39.392, x'= -5.210, y'= 29.544δ=325, s= 0.000, x= -3.486, y= 39.848, x'= -2.615, y'= 29.886δ=330, s= 0.000, x= -0.000, y= 40.000, x'= -0.000, y'= 30.000δ=335, s= 0.000, x= 3.486, y= 39.848, x'= 2.615, y'= 29.886δ=340, s= 0.000, x= 6.946, y= 39.392, x'= 5.209, y'= 29.544δ=345, s= 0.000, x= 10.353, y= 38.637, x'= 7.764, y'= 28.97828.191δ=355, s= 0.000, x= 16.905, y= 36.252, x'= 12.678, y'=27.189δ=360, s= 0.000, x= 20.000, y= 34.641, x'= 15.000, y'=25.981（八）凸轮机构示意简图〔见右图〕（九）体会心得美丽的花朵必须要通过辛勤的汗水浇灌.有开花才有结果,有付出才有收获.通过几天日日夜夜的奋斗,在老师亲切地指导下,在同学们的密切配合下,当然也有自己的努力和辛酸,这份课程设计终于完成了,心里无比的高兴,因为这是我们努力的结晶.在这几天中,我有很多的体验,同时也有我也找到许多的毛病,仅就计算机辅助绘图而言,操作的就远远不够熟练,专业知识也不能熟练应用.但是通过这次实践设计,我觉得我有了很打的提高.其次,通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书,并初步掌握了一些设计数据的计算方法；再次,自己的计算机绘图水平也有了一定的提高,并对所学知识有了进一步的理解.当然,作为自己的第一次设计,其中肯定有太多的不足,希望在今后的设计中,能够得到改正,使自己日益臻于成熟,专业知识日益深厚.我在这次设计中感到了合作的力量,增强了自己的团队精神.这将使我受益终生."功到自然成.〞只有通过不锻炼,自己才能迎接更大的挑战和机遇,我相信我自己一定能够在锻炼成长.（十）参考资料1.《机械原理》〔第七版〕————孙恒,陈作模等主编2.《材料力学》〔第四版〕————X鸿文主编3.《机械设计课程设计图册》〔第三版〕————##工业大学龚桂义,潘沛霖等主编4.《机械零件设计手册》————金工业5.《互换性与技术测量》<第四版>中国计量————廖念钊,莫雨松等主编6.《机械原理课程设计》————高英武,杨文敏编著。
机械原理-第9章凸轮机构及其设计
①等加速推程段：
s = 2hδ2/δ02 v = 4hω δ /δ02 a = 4h ω 2/ δ02
②等减速推程段： s = h－2h(δ0－δ)2/δ02 v = 4hω(δ0－δ)/ δ02 a = －4hω2/δ02
由图知，有柔性冲击。
凸轮机构的适用场合： 广泛用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置
和装配生产线。
2.凸轮机构的分类
盘形凸轮 (1)按凸轮的形状分：移动凸轮 (板凸轮 )
圆柱凸轮
尖端推杆 (2)按从动件端部型式分 滚子推杆
平底推杆
直动推杆 (3)按从动件的运动方式分 摆动推杆
凸轮机构的命名：
从动件
原动件
对心
• 沿-w方向将基圆作相应等分；
• 沿导路方向截取相应的位移， 得到一系列点；
• 光滑联接。
2)对心直动滚子推杆盘形凸轮机构
s
h
h/2
w
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2
4
89
13 14
14 1
取长度比例尺l绘图
13
2
12 w
3
实际廓线
11
4
10
5
9
6
7
A5
C
6
2
B B180°B
6 5
4C
C
5
4φ3
C
φ3 2
A1Leabharlann R(3)按-w 方向划分圆R得 A0、A1、A2等点； 即得机架 反转的一系列
位置；
A4 A3
A2
(4)找从动件反转后的一系
机械设计基础-凸轮机构
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
小结
1、凸轮机构的基本组成 2、凸轮机构的应用特点 3、凸轮机构的基本类型
轮廓及从动件运动规律
基本术语 B'
h
1、基圆：凸轮轮廓上最小向径
e
r0为半径的圆
A
2、推程及推程运动角dt，
t
B
行程：h(最大位移) 3、远休止角ds
r0 O
B1 s
s'
h C1
C
4、回程及回程运动角dh D
一、棘轮机构的基本结构和工作原理
棘轮机构基本结构如图7—l所示， 由棘轮3、棘爪2、4与主动摆杆 1、机架5组成。 主动摆杆1空套在与棘轮3固联 的从动轴上，驱动棘爪2与主动 摆杆1用转动副O1相联，止动棘 爪4与机架5用转动副O2相联， 弹簧6可保证棘爪与棘轮啮合。
当主动摆杆作往复摆动时，从动棘 轮作单向间歇转动。
特点
优点:只要正确地设计和制造出凸轮的 轮廓曲线， 就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所 预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单;凸轮 机构结构简单、紧凑、运动可靠。
缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保 持良好的润滑，容易磨损。
凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛 应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。
5、近休止角ds’
尖底偏置直动推杆
盘形凸轮机构
推杆的运动分析
0°
推杆位移 s=f (t)
t
特别，当凸轮匀速转动时：
B'
s = s (d)；v =v (d)； a =a (d)
推杆位移线图
A
s
t
B
s BC
B1 s
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计-课程设计报告书
. .工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械设计制造综合设计题目名称偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级10机械5班学号学生江涛指导教师黄惠麟2012年7月8日目录课程设计(论文)任务书 (3)摘要 (5)设计说明：一：凸轮机构的廓线设计原理 (6)二：根据数据要求设计出轮廓线 (6)三：图解法设计此盘形凸轮机构 (7)四：检验压力角是否满足许用压力角的要求。
(14)参考文献工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计的要求与数据要求：一、用图解法设计此盘形凸轮机构，正确确定偏距e的方向，并将凸轮轮廓及从动件的位移曲线画在图纸上；二、用图解法设计此盘形凸轮机构，将计算过程写在说明书中。
三：检验压力角是否满足许用压力角的要求。
二、课程设计（论文）应完成的工作1、设计出凸轮机构的理论轮廓和工作轮廓 1个2,绘制出位移曲线图 1个3，课程设计说明书 1份三、课程设计（论文）进程安排四：应收集的资料及主要参考文献1：《机械原理》第七版桓作模文杰主编高等教育：2：《机械设计基础》郭瑞峰史丽晨主编西北工业大学：发出任务书日期： 2012 年6月 19 日指导教师签名：计划完成日期： 2012 年 7 月 7日教学单位责任人签章：摘要在实际的生产应用中，采用着各种形式的凸轮机构，应用在各种机械中，特别是自动化和自动控制装置，如自动机床的进刀机构和燃机的配气机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹糟的构件，通常为主动件作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。
一：凸轮机构的廓线设计原理凸轮廓线曲线设计所依据的基本原理是反转法原理。
其推杆的轴线与凸轮回转轴心O之间有一偏距e，当凸轮以角速度绕轴O转动时，推杆在凸轮的推动下实现预期的运动。
现设想给整个凸轮机构加上一个公共角速度-，使其绕轴心O转动。
这时凸轮与推杆之间的相对运动并未改变，但此时凸轮将静止不动，而推杆则一方面随其导轨以角速度-绕轴心O转动，一方面又在导轨作预期的往复运动。
凸轮轮廓课程设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构的设计
广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械原理课程设计题目名称对心直动平底从动件盘形凸轮机构的设计学生学部（系）机电工程学部专业班级10机械2班学号 (40)学生姓名~开指导教师2012年06月30日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计（论文）的内容通过利用AutoCAD软件、AutoCAD二次开发技术绘制对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓，用图解法进行对心直动平底从动件盘形凸轮机构的设计，计算出平底推杆平底尺寸长度，最后查验压力角是不是知足许用压力角的要求。
1）二、课程设计（论文）的要求与数据1.用图解法设计盘形凸轮机构，并用CAD画出凸轮轮廓。
2.用图解法设计盘形凸轮机构，并求出平底推杆平底尺寸长度。
3.按照从动件的运动规律计算出位移并绘画该曲线在图纸上；4.查验压力角是不是知足许用压力角的要求；5.编写课程设计说明书三、课程设计（论文）应完成的工作1.绘制对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓机构的设计简图。
2.绘制出从动件的位移曲线图。
3.查验压力角是不是知足许用压力角的要求而且计算出平底推杆平底尺寸长度。
4.完成课程设计说明书。
四、课程设计（论文）进程安排五、应搜集的资料及主要参考文献[1] ]孙恒.机械原理（第七版）[M] .北京：高等教育出版社，2006[2]孙恒.机械原理（第六版）[M] .北京：高等教育出版社，2001[3]曹金涛.凸轮机构设计[M].北京：机械工业出版社，1985.[4]管荣法.凸轮与凸轮机构基础.[M] 北京：国防工业出版社，1985发出任务书日期：2012 年6 月16日指导教师签名：计划完成日期：2012 年6 月30 日教学单位责任人签章：目录(一).设计题目：对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓机构的设计 (6)(二)凸轮轮廓曲线的设计的大体原理： (6)(三)运动规律分析： (7)(四)用作图法设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构: (7)(五)计算平底推杆平底尺寸长度 (11)(六)压力角分析 (12)参考文献 (13)摘 要在凸轮轮廓曲线设计的图解法中应用AutoCAD 软件进行辅助设计和计算，维持了图解法原理简单、方式直观、易于掌握的长处。